1、物理专题复习课件,第十七章 能源与可持续发展,第十七章 能源与可持续发展,一、能源家族1.能源：能够为人类提供_的物质资源.2.能源的分类,直接,直接,电能,能量,风能,太阳能,短期,内,化石,煤,石油,天然,气,生命物质,【活学巧用】煤的分类(1)按产生方式，它属于_能源;(2)按是否可再生，它属于_能源;(3)按能源的构成，它属于_能源.,提示：煤可以从自然界直接获取，所以它属于一次能源；它不能在短期内从自然界得到补充，所以它属于不可再生能源；它是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代所形成的，所以它属于化石能源.答案：(1)一次 (2)不可再生 (3)化石,二、核能1.原子和原子核
2、(1)原子的组成：由带正电的_和带负电的_组成.(2)原子核的组成：由带正电的_和不带电的_组成.2.核能(1)概念：原子核_时，释放出的惊人能量.(2)获得核能的途径：核_和核_.,原子核,电子,质子,中子,分裂或聚合,裂变,聚变,核裂变a.链式反应：用_轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核于是就导致了一系列铀核持续_，并释放出大量核能的反应.b.应用：_和_.核聚变a._的原子核，在超高温下结合成新的原子核的过程.b.应用：_.,中子,裂变,原子弹,核电站,质量很小,氢弹,三、太阳能1.本质本质上是_，是氢原子核在超高温下发生_，释放
3、出的巨大能量.2.利用(直接利用的两种方式)(1)用_把物质加热.(2)用_把太阳能转化为电能.,核能,聚变,集热器,太阳电池,【活学巧用】太阳能汽车(1)太阳能汽车使用太阳能电池把_能转化成_能，电能会在蓄电池中存起备用，用来推动汽车的电动机.(2)汽车在行驶过程中把_能转化为_能.,提示：太阳能汽车通过太阳能电池将太阳能转化为电能，再将电能转化为机械能.答案：(1)太阳 电 (2)电 机械,四、能源革命与可持续发展1.能源革命概念人类历史上不断进行着_技术的进步.2.三次能源革命(1)最早一次：_.(2)第二次：_的发明.(3)第三次：_的发明.3.方向性能量转移和转化都具有_性.,能量转
4、化,钻木取火,蒸汽机,核反应堆,方向,4.理想能源的条件(1)必须足够_，可以长期使用.(2)必须足够_，多数人用得起.(3)相关技术必须成熟，可以大规模使用.(4)必须足够_，不会严重影响环境.,丰富,便宜,安全、清洁,一、能源的分类,一次能源,常规能源,可再生能源,水能、生物质能等,不可再生能源,煤、石油、天然气等,新能源,可再生能源,太阳能、地热能、潮汐能、风能等,不可再生能源,核能,二次能源,如电能、沼气、汽油、焦炭、蒸汽、工业余热等,【中考警示】能源的种类辨析(1)辨别一次能源与二次能源：一次能源是从自然界中直接获得的天然能源；二次能源不能从自然界中直接获得，必须经过一次能源的消耗才
5、能够得到.(2)可再生能源与不可再生能源都是相对一次能源而言的，只有自然界中现存的、可直接取用的能源才属于这一范畴.,【典例1】(2012盐城中考)我市的能量资源正在逐步得到应用.下列能源中属于不可再生能源的是( )A.太阳能B.潮汐能C.天然气D.风能【思维导图】,【精讲精析】选C.使用之后可以在短时间内从自然界中再次产生的能源是可再生能源，使用之后短时间内无法在自然界中再次产生的能源是不可再生能源.因此，煤、石油、天然气等化石能源是不可再生能源.太阳能、水能、风能、潮汐能等是可再生能源，故选C.,二、核能及其应用1.裂变和聚变的比较,定义,较大原子核分裂为较小原子核的过程,质量很小的原子核
6、结合成较大原子核的过程,条件,用中子轰击较大原子核,超高温,释放核能大小,巨大,更加巨大,是否可控制,可利用核反应堆控制链式反应速度,目前，核聚变还不能加以控制,举例,原子弹、核电站,氢弹、太阳内部发生的反应,2.应用核电站(1)原理：核反应堆裂变高温高压蒸汽汽轮机发电机电能.(2)能流图：核能 内能 机械能 电能3.优点(1)核能是较清洁的能源，它不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多.(2)核电站的综合运行成本低，只有火力发电站的一半.,【中考警示】核能是原子核发生变化时释放的能量，不是原子核具有的内能，也不是物质发生化学反应的化学能.,【典例2】(201
7、1莱芜中考)开发新能源是世界各国重点关注的战略问题.我国现有的核电站是利用_(选填“裂变”或“聚变”)释放核能的，核能属于_(选填“可再生”或“不可再生”)能源.【思维导图】,【精讲精析】本题考查了开发新能源、能源的分类.获得核能有核裂变和核聚变两种方式，核电站利用的核能是裂变产生的.可再生能源是指在自然界中可以不断再生、连续利用、取之不尽、用之不竭的能源，核能属于核矿石内的能量，核矿石属于矿产资源，而矿产资源属于不可再生能源.所以核能是不可再生能源.答案：裂变 不可再生,三、太阳能1.能源宝库太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源.生物质能、风能、化学能、海洋能、水能等都来自太阳能.广义来
8、说，太阳能包含以上各种可再生能源.2.优点(1)普遍：处处皆有,可直接开发和利用.(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一.,(3)巨大：现今世界上可以开发的最大能源.(4)长久：太阳的能量是用之不竭的.3.利用方式(1)直接转化为内能.(2)用太阳能电池把太阳能转化为电能.,【典例3】(2012烟台中考)太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库.太阳能属于_(选填“一次”或“二次”)能源.太阳能是在太阳内部氢原子核发生_释放出的能.【精讲精析】太阳能可以直接从自然界中获取，不是通过人类加工获得，属于一次能源.太阳能是太阳内部原子核发生聚变释放的能量.答案：一次 聚变,四、新能源
9、的开发利用与能量转化1.节能、环保和可持续发展是当代社会的三大主题，经常出现新能源的利用与热学、电学、力学综合的计算题.此类试题的特点是以节能电器、太阳能、核能、水能或风能等为话题，考查与热学、电学、力学重要知识点的综合利用.再通过计算出的结果，利用对比的形式，以便体会节约能源的社会意义和经济价值，进一步培养节约能源的意识.,2.人们是在能量转化和转移过程中利用能源的，在解答此类问题时要综合运用热量计算公式Q=cmt，Q=qm，力学中功和功率计算公式W=Fs,W=Pt, 和P=Fv，电功和电功率、电热公式W=UIt、W=Pt、P=IU、Q=I2Rt.3.此类问题常涉及效率问题，运用效率计算公式
10、 ， 进行有关的计算.,【典例4】(2011凉山中考)太阳能是21世纪重点发展的新能源.太阳能汽车是利用太阳能电池将接收的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车.太阳能电池在工作过程中，只能将一部分太阳能转化为电能.假设有一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积S=8 m2，太阳光照射到电池板每1 m2面积上的辐射功率为P0=1 kW/m2.在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120 V，并对车上电动机提供I=10 A的电流，试求：,(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平
11、路面上沿直线匀速行驶时，受到的牵引力为150 N，则汽车的行驶速度是多大？,【思维导图】,【精讲精析】(1)太阳能照射到电池板上的功率为P=P0S=1 kW/m28 m2=8 kW电动机得到的电功率为P电=UI=120 V10 A=1 200 W=1.2 kW太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为,(2)汽车将电能转化为机械能的功率为P机=2P电=75%1 200 W=900 W根据公式P=Fv得，汽车的行驶速度为答案：(1)15% (2)6 m/s,一、能源的分类1.(2012南充中考)人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗，由于人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长.下列能
12、源中既属于一次能源又属于可再生能源的是( )A.石油B.太阳能C.天然气D.核能,【解析】选B.石油、太阳能、天然气、核能都是一次能源，但石油、天然气、核能不能在短时间内从自然界中得到补充，是不可再生能源，而太阳能是取之不尽用之不竭的，可以从自然界中源源不断地得到，是可再生能源，故选B.,2.(2011哈尔滨中考)为发展“低碳”经济，很多地区采用风力发电.风能属于_(选填“可再生”或“不可再生”)能源；若风力发电机一天发电7.2109 J，这相当于完全燃烧_kg的煤放出的热量.(煤的热值为3107 Jkg)【解析】能够源源不断地从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫
13、不可再生能源.风能是可以源源不断地从自然界得到补充的，所以是可再生能源；若风力发电机一天发电7.2109 J，则相当于完全燃烧煤的质量为 .答案：可再生 240,二、核能3.(2012绵阳中考)人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是( )A.核电站能控制裂变的反应速度B.原子弹对聚变的链式反应不加控制C.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变D.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变,【解析】选A.本题考查核能的利用及获得的途径.核电站和原子弹都是利用核裂变来获取核能的，不同的是核电站能控制核裂变反应速度，而原子弹不能控制核裂变的速度.A
14、项正确.,4.(2011陕西中考)下列说法正确的是( )A.原子核由质子和电子组成B.原子、原子核、电子是按物体尺度由小到大的顺序排列的C.核能是可再生能源D.目前，核电站利用核裂变产生的能量发电【解析】选D.原子核是由质子和中子组成的，而不是电子；原子、原子核、电子是按物体尺度由大到小的顺序排列的；核燃料短时间内不可能再产生，所以核能是不可再生能源，故A、B、C错.,5.(2011崇左中考)为缓解电力紧张的状况，我国多措并举：合理调煤保电、优化利用水能资源、开发利用新能源，近年来陆续建成了一些核电站.如图为核电站发电流程图，在核电站发电过程中，关于核能的获取途径与能量转化顺序，下列说法中正确
15、的是( )核反应堆 汽轮机 发电机 电A.聚变；核能内能化学能电能B.聚变；核能内能机械能电能C.裂变；核能内能机械能电能D.裂变；核能内能化学能电能,【解析】选C.无论核裂变还是核聚变释放的能量都是核能，利用核能加热，生成高温、高压的水蒸气，带动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电，实现能量的依次转化，选项C正确.,6.(2011江西中考)2011年3月11日，日本发生了里氏9级强烈地震，引发海啸，导致福岛核电站受损.核电站是通过核_(选填“裂变”或“聚变”)获得巨大能量，从而转化为电能.该核电站的核反应堆受损，已经发生_，造成了严重污染.【解析】核燃料通过裂变和聚变都能产生很大的能量.和平利用
16、核能源的主要途径是将核裂变产生的能量转化为电能；如果核燃料发生泄漏事故，就会对周围环境造成严重污染.答案：裂变 泄漏,三、太阳能7.(2011盐城中考)太阳中蕴藏无比巨大的能量，下列说法正确的是( )A.太阳能是不可再生能源B.太阳能的应用会严重污染环境C.太阳能的应用具有广阔前景D.太阳能不能转化成电能,【解析】选C.太阳能是一种既无污染，又取之不尽的能源，它既是可再生能源，又是新能源.它直接或间接向人类提供能量.人类直接利用太阳能的主要途径有：太阳能直接转化为内能，如太阳灶、太阳能热水器等；太阳能直接转化为电能，如太阳能电池；太阳能直接转化为化学能，如植物的光合作用.,8.(2012济宁中
17、考)人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.6月5日是世界环境日，2010年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”.目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力.(1)你认为利用太阳能有哪些好处：_.,(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村一道靓丽的风景线(如图所示).太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是( )A.磁性材料B.纳米材料C.半导体D.超导体,【解析】(1)太阳能是目前大力推广的可再生能源，具有无污染、环保及可再生(或取之不尽、用之不竭)等特点.(2)太阳
18、能电池板材料采用晶体硅半导体，它能直接将太阳能转化为电能.答案：(1)无污染、环保及可再生(或取之不尽、用之不竭) (2)C,9.(2011莆田中考)灼热的太阳内部原子与原子之间的剧烈碰撞使核_(选填“裂变”或“聚变”)不停地进行，从而不断辐射出巨大的光和热，给太阳系带来光明.地球上的植物接受阳光的照射，通过_作用，把光能转化为自身的_能.【解析】太阳内部进行的是核聚变，放出巨大的能量，给太阳系带来光明.植物在光的作用下进行光合作用，把光能转化为自身的化学能.答案：聚变 光合 化学,四、能源革命与可持续发展10.(2011衡阳中考)目前国家提倡“低碳生活”，实际上就是为了节约能源和保护环境.下
19、列说法中符合“低碳生活”理念的是( )A.上学时能骑单车就尽量不坐汽车 B.为了卫生而使用一次性碗筷C.教材用旧了就不要再循环使用D.为了方便而使用一次性塑料袋【解析】选A.使用一次性碗筷、教材用旧了扔掉、使用一次性塑料袋都是资源的浪费，而且也给环境造成了污染，不符合“低碳生活”的理念.,11.(2012黄冈中考)我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质，因外形晶莹剔透，酷似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源.下列说法正确的是( )A.可燃冰是可再生能源B.可燃冰的能量来自亿年前的太阳能C.可燃冰是核聚变反应生成的D.可燃冰燃烧时核能转
20、化为内能,【解析】选B.“可燃冰”是未来洁净的新能源.天然气水合物主要是甲烷的水合物，是一种白色固体物质，外形像冰.它的形成很复杂，与海底石油、天然气的形成过程相仿，而且密切相关.埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌气性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气).所以可燃冰是不可再生资源，燃烧时化学能转化为内能.,12.(2011赤峰中考)下列说法错误的是( )A.现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧B.燃料燃烧时化学能转化为内能C.热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量D.汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能【解析】选D.汽车在行驶时，由于存在机械摩擦以及对外散热等能量损失，不可能把油料中的化学能全部转化成有用的机械能.,
